自動交換光網絡的GMPLS實現及應用分析

劉剛 嵇凌 中國電子科技集團公司第三十四研究所

1 自動交換光網絡GMPLS的實現

1.1 GMPLS的層次結構

GMPLS是一種由多協議標記交換MPLS所產生的交換技術。而MPLS則是針對于IP/ATM網絡所提出的一種交換技術，其誕生是為了實現對傳統網絡的基于IP包頭的復雜選路機制進行簡化。而在此過程中參與到標記交換過程中的路由器一般會被稱為標記交換路由器（LSR）、參與數據轉發的路徑被稱為（LSP）。在實際應用的過程中，GMPLS能夠根據不同網絡結構存在的特征，將網絡數據接口劃分為四個類型，即分組交換使能(PSC)接口、時分多路復用(TDM)接口、波長交換使能(LSC)接口以及光纖交換使能(FSC)接口，以此來構建起一個層次化的網絡體系。并且在GMPLS中的應用，實現了對LSR以及LSP的概念擴展。而在GMPLS協議簇中，其LSR不僅可以是作為標記分配與數據流轉發的路由器，也可以作為具有相同的功能SDH/SONETADM、基于波長的OXC等的設備。同時，GMPLS也允許其內部的LSP進行由自底向上的嵌套。并基于光網絡中的雙向連接，使得GMPLS可以進行雙向LSP，從而讓一次信令過程能夠建立起兩個具有相反數據流向的LSP。同時其內部每個數據流向中的流量工程參數均能夠保持一致，令控制信令與數據流可以在同一個傳送平面內進行發送，但GMPLS自身也擁有獨立的控制平面，從而使控制信令能夠在包交換網絡中進行運作。

1.2 GMPLS的信令協議

GMPLS在實際應用的過程中，能夠對MPLS的信令協議體系進行繼承，并且由于其在此過程中采用了受限標記分發協議（CR-LDP）或是資源預留協議（RSVP）完成了對應的標記分配以及LSP請求、建立以及刪除，使其可以根據不同的網絡特性進行原有信令協議的擴充，并讓流量工程能力得到了強化。而且，多數廠商在實際工作的過程中，其更傾向于使用帶有RSVP的流量工程，將RSVP-TE作為ASON控制平臺的信令協議，并且通過采取一系列的優化措施使得RSVP-TE能夠在多種網絡中進行信令交互。同時由于GMPLS中所包含的RSVP-TE能夠支持顯式路由和雙向LSP，而且由于其在交換網絡中的交換粒度表現出了離散型性，使得GMPLS在建立LSP是所屬的標記數目要比傳統MPLS少。

1.3 GMPLS中的LSP建立

在實際應用時，ASON控制平面中GMPLS的主要功能為對LSP進行搭建，從而實現網絡中端到端的連接。而GMPLS的LSP中的創建是需要信令協議、路由協議以及鏈路管理協議之間的運用協同運作實現多方面信息之間的交互。例如，在進行典型LSP創建時，首先需要客戶通過請求代理以及UNI-C接口來對控制平面的邊緣節點發出對應的連接請求，并使請求的路徑保持雙向。其次，對入口節點的RSVP-TE實例進行運作，使其向路由組件發出對應的路由請求。其內部的路由組件的CSPF實例可以根據OSPF-TE泛洪的鏈路狀態信息計算出對應的顯示路由。再次，RSVP-TE在獲得顯示路由后，其能夠向下游節點對PATH消息進行發送，而消息中則包含有通用標記請求對象以及顯示路由對象，并根據分配標記的對應策略將消息進行發送。最后，在RESV消息到達入口節點后，將對稱的雙向LSP進行創建，返回相應的用戶請求，最終完成對LSP的上傳業務。

2 自動交換光網絡中GMPLS的應用

通過ASON可以實現在光網絡中對實時業務的支持，對相關的流媒體業務進行集中處理時，其整個應用過程中，組播是最為重要的組成部分之一。而在此過程中的組播業務架構是基于GM-PLS和ASON上的難題，并使組播業務能夠對當前的標記分配，而后使上游節點能夠對標記進行分配。令上游LSR可以將相同的標記對多個出口進行標記分配。在應用的過程中，進行組播需要對網絡的負載進行平衡，并選擇其中最為合適的中間節點完成數據流進行復制和轉發。而在組播的過程中，還需要面對復雜的路由計算以及其第二、三層之間的存在交換差異。例如，在一些極端的情況下，出現網絡大面積失效以及大量用戶請求的問題時，為了在此過程中實現對平面的控制，還要更加頻繁對LSP進行建立以及拆除，同時其速度也會達到ms級，而且，在一些工程中，為了消除因路由協議收斂速度過低以及批量LSP高速創建過程中存在的評價瓶頸,就要對當前現有的GMPLS體系進行修改,并對本地緩存機制進行增加與記錄，確保每條LSP可以對網絡資源進行合理的占用,避免此過程中沖突的發生。

3 結論

綜上所述，在自動交換光網絡的構成以及應用過程中，其GMPLS的實現需要從GMPLS的層次結構、GMPLS的信令協議、GMPLS中LSP的建立等方向出發，并根據其特點選擇正確的應用方式，以確保自動交換光網絡的科學構建與實現，保證其應用效果。